ВЛИЯНИЕ ГЕРБИЦИДА ГЕЗАТРИНА (ПРОМЕТРИН, 500 Г/Л) НА МИТОТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК КОРНЕВОЙ МЕРИСТЕМЫ ALLIUM CEPA L

ВЛИЯНИЕ ГЕРБИЦИДА ГЕЗАТРИНА (ПРОМЕТРИН, 500 Г/Л) НА МИТОТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК КОРНЕВОЙ МЕРИСТЕМЫ ALLIUM CEPA L

Кадырбаев Урмат

магистрант, Кыргызский государственный университет им. И.Арабаева,

Кыргызстан, г. Бишкек

Шаршеналиева Гульнара Алтымышовна

канд. биол. наук, и.о. проф., Кыргызский государственный университет им. И.Арабаева,

Кыргызстан, г. Бишкек

INFLUENCE OF HERBICIDE GESATRIN (PROMETRIN, 500 G/L) ON THE MITOTIC ACTIVITY OF ROOT MERISTEM CELLS OF ALLIUM CEPA L

Urmat Kadyrbaev

Master student, Kyrgyz State University I. Arabaeva

Kyrgyzstan, Bishkek

Gulnara Sharshenalieva

Candidate of biological sciences, associate professor, Kyrgyz State University I. Arabaeva,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена исследованию цитотоксичности гербицида гезатрина с помощью метода Allium-test. Цитогенетический анализ в клетках апикальной меристемы корешков A. cepa проводили с использованием исследовательского микроскопа Nikon Eclipse 50-i. Митоз модифицирующее действие 0,5 % и 1 % растворов гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) определяли по показателям митотического индекса (МИ, %). Результаты анализа влияния 0,5 %  и 1 % растворов гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) на митотическую активность апикальных меристемных клеток луковиц по сравнению с луковицами контрольной группы, показывают, что испытуемые растворы данного гербицида высоко цитотоксичны, то есть подавляют процессы деления клеток, тем самым снижая уровень митотического индекса в меристемных клетках A. сepa.

ABSTRACT

The article is devoted to the study of the cytotoxicity of the herbicide gezatrin using the Allium-test. Cytogenetic analysis in A. cepa root apical meristem cells was performed using a Nikon Eclipse 50-i research microscope. The mitosis-modifying effect of 0.5% and 1% solutions of the herbicide gesatrin (prometrin, 500 g/l) was determined by the mitotic index (MI, %). The results of the analysis of the effect of 0.5% and 1% solutions of the herbicide gezatrin (prometrin, 500 g/l) on the mitotic activity of the apical meristem cells of the bulbs compared to the bulbs of the control group show that the test solutions of this herbicide are highly cytotoxic, that is, they suppress the processes of division cells, thereby reducing the level of the mitotic index in the meristem cells of A. cepa.

Ключевые слова: Allium-test: цитотоксичность: гербицид: митотическая индекс.

Keywords: Allium test: cytotoxicity: herbicide: mitotic index.

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, борьбы с вредителями и болезнями в сельском хозяйстве, приусадебных участках и в городских службах по озеленению широко используются различные химические средства. Применение пестицидов из числа химических средств приобретает систематический характер, из года в год увеличиваются объемы и масштабы их применения. И в этом отношении Кыргызстан не является исключением. По данным «Отчета Департамента химизации и защиты растений Министерства сельского хозяйства, пищевой промышленности и мелиорации КР по итогам работы за 2019 год» потребность сельского хозяйства Республики в пестицидах составила - 612,5 тонн. Химические прополки против сорняков с использованием гербицидов проводились на площади - 264 586 га [1].

Как известно, систематическое применение пестицидов приводит к загрязнению и деградации почвы, при этом, часть использованного пестицида поглощается растением, а остальная часть проходит воду, через загрязненную почву. Эти загрязнители вызывают негативные изменения у обитающих в этой среде организмов, а также прямо или косвенно наносят вред здоровью человека. Кроме того, пестициды могут повлиять на наследственный аппарат клетки и иметь мутагенные эффекты, вызывая генные, геномные и хромосомные мутации. В этой связи возникает необходимость цитогенетического мониторинга мутагенного воздействия пестицидов, в том числе и гербицидов. С помощью цитогенетического скрининга можно исследовать и оценивать цитотоксические и генетические эффекты, вызванные соответствующим химическим мутагеном. К настоящему времени одной из наиболее признанных и широко распространенных в мире тест‐систем является Allium test, рекомендованный Шведской Королевской Академией Наук и экспертами ВОЗ как стандарт в цитогенетическом мониторинге окружающей среды [2,3,4,5,6].

Исходя из вышеизложенного целью исследования являлось изучение цитотоксического эффекта, зарегистрированного и широко применяемого в Кыргызстане против однолетних двудольных и злаковых сорняков гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) с помощью Allium test. 

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для оценки цитотоксического действия гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) в качестве биологической тест-системы использовали лук репчатый Allium cepa L. (сорт Халцедон). В качестве контроля использовали дистиллированную воду. 0,5 % и 1 % растворы гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) также готовили на дистиллированной воде. В эксперименте на каждый вариант использовали по 12 луковиц Allium cepa L. Фиксированный материал хранили при температуре 4 °С в 70% ном растворе этилового спирта. Давленые препараты для цитогенетического анализа, окрашенные ацетокармином, изготавливали по общепринятой методике [7].

Цитогенетический анализ в клетках апикальной меристемы A. cepa проводили с использованием микроскопа Nikon Eclipse 50-i, видеокамеры Nikon DS-Fi1 и компьютера с программным обеспечением. Митозомодифицирующее действие 0,5 % и 1 % растворы гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) определяли по показателям митотического индекса (МИ, %).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В нижеприведенной таблице отражены количественные результаты цитогенетического анализа по митотической активности корневой апикальной меристемы луковиц сорта Халцедон (таблица ).

Таблица 1.

Влияние 0,5 %  и 1 % растворов гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) на митотическую активность клеток корневой апикальной меристемы луковиц (сорт Халцедон)

Анализ влияния 0,5 %  и 1 % растворов гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) на митотическую активность апикальных меристемных клеток луковиц по сравнению с луковицами контрольной группы, выращенными в дистиллированной воде, показывает, что испытуемые растворы данного гербицида высоко цитотоксичны, то есть подавляет процессы деления клеток, тем самым снижая уровень митотического индекса в апикальных меристемных клетках. Повышение уровня концентраций (1%) гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) приводит к  снижению митотической активности клеток.

Как показывает анализ данных таблицы, по сравнению с контрольной группой в корешках луковиц, проращиваемых в 0,5 % растворе гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) митотический индекс снизился на 4,3 раза, а 1,0 % ном растворе – 9,2 раза. Следовательно, повышение концентрации раствора гербицида вызывает общий цитотоксический эффект, ингибирующий деление клетки, наблюдаемое в виде снижения митотического индекса в апикальных меристемных клетках луковиц.

Таким образом, исследуемый пестицид в рекомендуемой для использования концентрации (1,0 % ный раствор) существенно снижает и задерживает рост корешков. Видимо, рекомендуемая к использованию доза гербицида гезатрина (прометрин, 500 г/л) приводят к нарушению митотического аппарата клеток и тем самым снижает пролиферативную активность клеток.

Список литературы:

1. Отчет Департамента химизации и защиты растений Министерства сельского хозяйства, пищевой промышленности и мелиорации КР по итогам работы за 2019 год. https://agroprod.kg/language/ru/struct/departments/chemistry-department.
2. Fiskesjo G/ The Allium Test as a standart in environmental monitoring // Hereditas/ -1985. --Vol.102.- P.99-112/
3. Constantin M.J., Owens E.T. Introduction and perspectives of plant genetic and cytogenetic assay // Mutat. Res. — 1982. — С. 1—12.
4. WHO. World Health Organization monographs on selected medicinal plants // World Health Organization. — Geneva, 1999. — Т. 1.
5. Magda I. Soliman. Genotoxicity testing of neem plant (Azadirachta indica A. Juss) using the Allium cepa chromosome aberration assay // Biological Science. — Asian Network for science information, 2001. — № 1(11). — С. 1021—1027.
6. Sharma C.B. Plant meristems as monitors of genetic toxicity of environmental chemicals// Current science. — 1983. — Т. 52, № 81. — С. 1000—1002.)
7. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 1988. — 271 с.